Jestem quadriplegic. Czy byłoby możliwe zasilenie mojego nawilżacza respiratora baterią?


66

Jestem absolutnym nowicjuszem w dziedzinie elektrotechniki, więc mam nadzieję, że twoja wiedza może poprowadzić mnie we właściwym kierunku. Wiem, że jest to niezwykły post na tym forum, dlatego z góry dziękuję za uwagę.

Najpierw przedstawię kontekst mojego pytania. Jestem czteroradczykiem i używam respiratora, aby podtrzymać oddech. Konfiguracja wentylatora zawiera nawilżacz, który utrzymuje wilgoć w płucach. W mojej szczególnej sytuacji nie mogę pozostawać bez nawilżania przez dłuższy okres czasu. Używam podgrzewanego drutu z nawilżaczem, który zmniejsza kondensację w rurkach respiratora. Zarówno wentylator, jak i nawilżacz są przymocowane do mojego wózka inwalidzkiego, a każdy z nich ma własne przewody zasilające. Respirator ma również własną część baterii, ale nawilżacz nie. Jak można sobie wyobrazić, konieczność podłączenia do gniazdka znacznie ogranicza moją mobilność.

Biorąc to wszystko pod uwagę, chciałbym móc zasilać mój nawilżacz jakimś rodzajem akumulatora - chociaż nie wiem jak i czy jest to możliwe. Dzięki postępom w technologii akumulatorowej chciałbym myśleć, że to możliwe. Mój pierwotny pomysł polegał na podłączeniu akumulatorów zasilających mój wózek inwalidzki, ale ludzie, którzy obsługują moje krzesło, powiedzieli mi, że te akumulatory szybko się wyczerpią z nawilżacza.

Oto parametry elektryczne nawilżacza wraz z kilkoma innymi zdjęciami:

specyfikacja elektryczna nawilżacza

Nawilżacz 1

Nawilżacz 2

Chyba mam kilka pytań. Od czego byś zaczął, gdybyś musiał rozwiązać ten problem? Jakiej pojemności baterii potrzebuję, aby uruchomić nawilżacz na kilka godzin? Czy taka bateria jest łatwo dostępna, czy też musiałaby być zaprojektowana specjalnie do tego celu? Czy połączenie może być uziemione? Czy mogę przeoczyć jakieś inne problemy?

Byłbym bardzo wdzięczny za każdą wiedzę, którą mógłbyś się ze mną podzielić.

Wielkie dzięki, David


11
To nie jest trywialna ilość mocy. Będziesz potrzebował dziesiątek kilogramów baterii, aby uruchomić go przez kilka godzin.
Ignacio Vazquez-Abrams,

3
Wystarczy uruchomić liczby, jeśli potrzebujesz 10 l / min. powietrza o wilgotności bezwzględnej 40 mg / l, a biorąc pod uwagę, że ciepło parowania wody wynosi około 2260 J / g, oznacza to, że potrzeba około 15 W ciepła dostarczonego do wody. Sposobem na uzyskanie dobrej wydajności będzie zminimalizowanie ciepła traconego do otoczenia.
Dave Tweed

4
Naprawdę nie wiem. Chciałem tylko dowiedzieć się, jakie były podstawowe wymagania w oparciu o fizykę sytuacji. Opcja „podgrzewanego drutu”, jeśli go używasz, ma oczywiście na celu zminimalizowanie kondensacji w rurze doprowadzającej. Mogą też istnieć inne subtelności projektowe, które podyktują użycie dodatkowej energii. Myślę jednak, że gdyby komora grzewcza i rura doprowadzająca były odpowiednio izolowane, można by obniżyć zapotrzebowanie na moc rzędu 30–40 W.
Dave Tweed

3
Poważnie sugerowałbym uzyskanie nawilżacza zaprojektowanego do pracy na prąd stały. Użycie falownika do konwersji prądu stałego z akumulatora na prąd przemienny jest wysoce nieefektywne i jeszcze bardziej skróciłoby żywotność akumulatora.

4
Zajrzałbym do izolowanej osłony węża ( snugglehose.com ), aby zmniejszyć lub wyeliminować pobór mocy z podgrzewanego drutu.
Gabe

Odpowiedzi:


36

Moja żona ma HC-150, który jest mniejszy od twojego, ponieważ używa go tylko w nocy. Jednak, jak powiedział Olin, mniejsza jednostka może być opcją, jeśli potrzebujesz jej tylko na kilka godzin.

Inne odpowiedzi mówiły o szczytowych wartościach prądu, ale ważne dla pojemności akumulatora jest średni prąd. Jednostka mojej żony osiąga wartość szczytową przy około 90 W, ale pracuje tylko przy około 33% cyklu pracy przy zimnym rozruchu i znacznie mniej niż po rozgrzaniu, co oznacza średnie zużycie energii znacznie poniżej 30 W. Z łatwością obsługuje zarówno nawilżacz, jak i CPAP z jednej baterii głębokiego cyklu morskiego przez ponad 9 godzin na kempingach. Jest ciężki, ale nie tak ciężki, że nie można go zamontować na wózku inwalidzkim.

Najlepszym sposobem, aby dowiedzieć się o faktycznym średnim zużyciu energii, jest pobicie mocy i pomiar przez kilka godzin w typowych warunkach. Lub po prostu zastosuj eksperymentalne podejście, kup akumulator i najbardziej wydajny falownik, na jaki Cię stać, i sprawdź, jak długo to trwa, dopóki jesteś bezpieczny w domu. Prawdopodobnie potrzebujesz również pewnego rodzaju wskaźnika poziomu, aby nie rozładowywać zbyt daleko.

Należy pamiętać, że moc szczytowa jest nadal ważna przy wyborze falownika, ponieważ musi być w stanie obsłużyć tę moc, plus pewien margines wydajności i błędów, nawet jeśli tylko w przypadku krótkich impulsów.

Coś innego, co należy wziąć pod uwagę, jeśli chcesz tego do poruszania się po swoim domu, może być jakąś stacją dokującą / ładującą, więc po przeprowadzce do nowego pokoju możesz odłączyć i ponownie podłączyć się. Wyszukaj stację ładującą robota, aby uzyskać pomysły.

Moja córka ma porażenie mózgowe i wiem, jak ważna jest dla niej mobilność. Życzę powodzenia w znalezieniu dobrego rozwiązania.


5
Bardzo pomocne myśli, @Karl Bielefeldt. Zajrzałem do HC-150 i znalazłem model 100 V, ale niestety nie oferuje on podgrzewanego drutu i portów sondy temperatury. Nie zdawałem sobie sprawy z znaczenia (i wad) tej funkcji w moim oryginalnym poście. Zamierzam zamówić urządzenie typu „zabij-wat”; wygląda na coś, co po prostu świetnie mieć. Dziękuję za pomoc! Życzę twojej córce wszystkiego najlepszego.
starbucksguy,

Możesz także być w stanie zmniejszyć zużycie energii przez nawilżacz, owijając go w coś izolującego termicznie, aby mniej strat ciepła przez boki.
John Meacham

26

Podstawowym problemem jest to, że ten nawilżacz potrzebuje dużo energii. Potrzebuje 184 W najgorszego przypadku z podanych specyfikacji, więc powiedzmy 210 W na falownik. Powiedzmy, że musi to wytrzymać przez 2 godziny, więc to 1,5 MJ. Jak dotąd wszystko to jest tylko podstawowa fizyka, nic sprytnego sprzętu elektronicznego nie może się ominąć.

Postawmy 1,5 MJ w perspektywie akumulatora samochodowego. 210 W przy 12 V wymaga 17,5 A. Przez dwie godziny to 35 Ah, ale nie można całkowicie rozładować takiego akumulatora bez jego uszkodzenia. Jeśli chodzi o akumulator samochodowy, potrzebujesz jednego o wartości co najmniej 50 Ah. To nie będzie małe ani lekkie.

Obecnie istnieją inne technologie akumulatorów, które są zarówno mniejsze, jak i lżejsze w przypadku tego samego zasobnika energii. Na przykład pryzmatyczne ogniwa litowe 20 Ah 3,3 V z A123 mają około 500 g każdy. (210 W) / (3 V) = 70 A łącznie, więc cztery ogniwa 20 Ah teoretycznie poradzą sobie z tym przez godzinę. Jednak należy to obniżyć z różnych powodów, więc rób 5 komórek co najmniej na godzinę, a więc 10 na dwie godziny. To 5 kg lub 11 funtów, choć nie liczy się falownik, ładowarka i mechanika, aby to wszystko utrzymać.

Tak, można to zrobić przy znacznych kosztach, zająłoby znaczną przestrzeń i wagę oraz kosztowało dużo. Lepszą odpowiedzią jest wydawanie pieniędzy na lepszy nawilżacz, który został zaprojektowany z myślą o wydajności i zasilaniu bateryjnym. Nie szukałem tego, co tam jest, ale od tego chciałbym zacząć.


2
Dzięki za zapoznanie mnie z podstawową fizyką tego @OlinLathrop - zdecydowanie tego potrzebuję. Inny użytkownik zwrócił także uwagę, że lepszym rozwiązaniem będzie lepszy nawilżacz, więc przyjrzę się temu. Ale doceniam, że sugerujesz także pryzmatyczne ogniwa litowe 20 Ah 3,3 V z A123. Dzięki jeszcze raz!
starbucksguy,

Cztery ogniwa 3,3 V 20 Ah połączone szeregowo będą wytwarzać 13,2 V przy 20 Ah, więc aby uzyskać akumulator o napięciu 12V 60 Ah, potrzebowałby równolegle trzech łańcuchów 12V, czyli 12 ogniw.
EM Fields,

@EMFi: (210 W) / (3,3 V) = 64 A, co cztery ogniwa 20 Ah teoretycznie mogłyby zapewnić na godzinę. To jednak wskazuje, że zapomniałem, że jest to przeznaczone na 2 godziny, a nie jedną. Zamierzam to teraz naprawić.
Olin Lathrop

Możesz także poszukać źródeł falowników z wejściami 3,3 V.
EM Fields

1
@OlinLathrop: Wręcz przeciwnie, jedyne, co zrobiłem, to wskazałem błąd, który popełniłeś, co spowodowało, że twoje majtki były w garści, a teraz próbujesz zrobić to błotnistej wody z dużą ilością dywersyjnych bzdur, aby wyglądało to jak jesteś piskliwy, oszukujesz.
EM Fields

9

Jeśli twój nawilżacz działa na prąd przemienny i musisz zasilić go z akumulatora, musisz umieścić falownik między akumulatorem a nawilżaczem, aby przekształcić wyjście prądu stałego akumulatora w prąd przemienny, którego potrzebuje nawilżacz.

Ze specyfikacji, najgorszy przypadek mocy wejściowej do nawilżacza jest w trybie podgrzewanego drutu 230 V, gdzie moc rozpraszana przez nawilżacz wyniesie 184 waty.

Zakładając, że wydajność falownika wynosi 60%, oznacza to, że aby zapewnić nawilżaczowi 184 waty, akumulator musi dostarczyć falownikowi około 307 watów.

W przypadku akumulatora 12 V jest to zużycie około 26 amperów, więc jeśli chcesz uruchomić nawilżacz na godzinę, zanim akumulator się wyczerpie, będzie musiał mieć pojemność 26 amperogodzin. Przez dwie godziny jego pojemność musi wynosić 52 amperogodziny; przez 3 godziny, 78 amperów itd.

Ponadto, pojemności baterii są zwykle określane ze zmienną czasową opartą na prądzie pobieranym w C / 10 lub C / 20, gdzie C jest pojemnością baterii w amperogodzinach. Pobranie prądu w tempie wyższym niż to powoduje karę czasową, około -10% w C, dla kwasu ołowiowego, jeśli dobrze pamiętam.

W każdym razie zapoznaj się z kartami danych producentów akumulatorów, aby znaleźć coś bardziej ostatecznego, a przy okazji, głęboko rozładowane akumulatory - jeśli wybierzesz kwas ołowiowy - prawdopodobnie są tym, na co powinieneś zwrócić uwagę.

Po prostu z ciekawości i na pewno nie chcąc w żaden sposób być obraźliwym, jak udaje ci się tutaj pisać, jeśli jesteś quadriplegic?


9
Dziękujemy za poświęcenie czasu na sformułowanie bardzo pomocnej odpowiedzi, EM Fields. Szczerze mówiąc, nie rozważałem zastosowania konwertera; to naprawdę jest dla mnie nowe. Najważniejszą rzeczą dla mnie wszystkich jest to, że mój cel jest osiągalny, szczególnie dzięki bardziej wydajnemu nawilżaczowi. Aby odpowiedzieć na twoje pytanie, mój stan nerwowo-mięśniowy pozwala na ograniczone użycie mojego kciuka i palców wskazujących. Używam myszy trackball w połączeniu z klawiaturą ekranową o nazwie WiViK do obsługi mojego komputera.
starbucksguy,

7
Twój stan z pewnością nie wpływa na twój piękny angielski.
EM Fields,

Zgadzam się; to raczej imponujące.
Wyścigi lekkości na orbicie

Falowniki można znaleźć w serwisie eBay oraz w wielu sklepach sprzedających samochody, łodzie lub urządzenia wykorzystujące energię słoneczną. Potrzebujesz falownika o napięciu 12 V do 120 V AC lub 12 V do 230 V AC o mocy co najmniej 300 W. Powinien być łatwy do znalezienia i niezbyt drogi. Możesz zasilać go zwykłym akumulatorem samochodowym, ale upewnij się, że masz taki, który jest wystarczająco silny, aby zapewnić 26 A przez dłuższy czas. Jeśli nie możesz znaleźć wystarczająco dobrej baterii, użyj dwóch lub więcej połączonych równolegle. Baterie są ciężkie, ale nie cięższe niż to, że można zmusić kogoś do zamontowania go / nich na samym wózku inwalidzkim. Falownik nie waży dużo.
Minthos

7

Jeśli chcesz poznać inne rozwiązania dla majsterkowiczów, możesz rozważyć użycie nebulizatora zamiast używanego teraz nawilżacza:

Używaliśmy nebulizatora podczas długich podróży z solą fizjologiczną lub sterylną wodą. Nebulizator nie zużywa tyle prądu i jest mniejszy. Mamy falownik Die Hard Power, który podłącza się do zapalniczki w samochodzie, podłączamy do niego nebulizator i uruchamiamy go, jak już wspomniałem, solą fizjologiczną lub sterylną wodą. To może ci pomóc. ( źródło )

Jeśli ważne jest, aby nawilżone powietrze było podgrzewane, nie spełni to twoich potrzeb, ale jeśli możesz użyć wody o temperaturze pokojowej rozpylonej w powietrzu wentylatora, może to działać całkiem dobrze i znacznie zmniejszyć zużycie energii. Trzeba jednak utrzymać rozgrzaną linię lub dodać pułapkę na wodę. Jeśli pracujesz nad tym dalej, możesz kontrolować nebulizator, aby dodawał wodę tylko podczas wdechu i wyłączał się podczas wydechu. Zmniejszyłoby to kondensację i zmarnowaną wodę, a także oszczędzało energię. Być może uda Ci się znaleźć nebulizator, który pasuje do twoich rurek w stanie, w jakim się znajduje, dzięki czemu wypróbowanie jest łatwe i niedrogie. Istnieje wiele przenośnych, zasilanych bateryjnie nebulizatorów ultradźwiękowych, które są dość niedrogie i można je przetestować.

Innym zasobem do sprawdzenia są maszyny CPAP. Niektóre z dołączanymi nawilżaczami mają zasilanie DC. Wystarczy kupić nasadkę nawilżacza, a następnie spojrzeć na zasilacz i stworzyć zestaw baterii i regulator, który zapewnia taką samą moc prądu stałego. Łatwiej byłoby je zasilać bateriami. Podobnie jak nebulizator, prawdopodobnie występują pewne kompromisy, ale prawdopodobnie warto to sprawdzić.

Zastanawiam się, czy lepiej byłoby mieć końcówkę rozpylacza lub waporyzator ultradźwiękowy tuż przy wejściu do tracheotomii z zasilaniem i małą rurkę doprowadzającą wodę idącą w górę rurki powietrznej. Przy odpowiednim czasie wybuch wilgoci szedłby z każdym wdechem, nie wytwarzając nic dla wydechu. Może trochę grzejnika, jeśli woda musi być ciepła.


To taki interesujący zasób, który wyśledziłeś, @AdamDavis. Właśnie wtedy, gdy myślisz, że przeszukałeś Internet, pojawia się coś wspaniałego. Właściwie używam nebulizatora kilka razy dziennie (w połączeniu z nawilżaczem) do podawania leków, więc bardzo łatwo byłoby eksperymentować z tą sugestią - szczególnie w miesiącach letnich. Na pewno spróbuję. Bardzo dziękuję za śledzenie wątku, do którego się odnosiłeś.
starbucksguy,

Jeśli trzeba go podgrzać, może działać osobny element grzewczy.
maniak zapadkowy

5

Gaz ziemny = 13900 Wh / kg

Bateria litowa = 180 Whr / kg

Nawilżacz jest urządzeniem grzewczym. Baterie nie są najskuteczniejszym sposobem przenoszenia energii do podgrzewania wody. Gaz ziemny jest bardziej wydajny. Być może istnieją jednostki nawilżające wykorzystujące gaz.

Poza tym w dzisiejszych czasach używają wibracji do nawilżania wody, wytwarzanie atmosferycznej pary wodnej może być może być przystosowane do nawilżania płuc, zużywają około 10 watów.


2
Myślenie takie jest właściwe dla przenośnego źródła ciepła, chociaż uważam, że gaz ziemny lub gaz kempingowy są zbyt złożone i ryzykowne. Palnik alkoholowy byłby prostszym wyborem - mała „lampa spirytusowa” z knotem w kształcie sznurka daje około 100-150 W. ciepła. Tak czy inaczej, bezpieczna integracja z elektronicznym sterowaniem i pompą to wciąż dużo pracy.
Brian Drummond

4

Masz tutaj wiele doskonałych odpowiedzi. Kilka osób obliczyło już godzinowe zapotrzebowanie na energię nawilżacza. Zaprezentowano zarówno kwas ołowiowy, jak i znacznie lżejsze opcje litu (akumulator roweru elektrycznego). Falownik jest niezbędny, aby doprowadzić napięcie akumulatora do 120 i do prądu przemiennego. Niestety, wydajny falownik będzie duży, nieco drogi, spowoduje utratę co najmniej 15% energii, będzie nieporęczny, doda przewody elektryczne i zajmie miejsce.

Zachęcam do zbadania, czy jakakolwiek firma produkuje nawilżacz 12 V. Być może wojsko wykorzystuje je na polu, na którym nie ma prądu i tylko baterii? Większość urządzeń domowych można teraz kupić w postaci 12 V prądu stałego, więc dlaczego nie nawilżacz. Jeśli nie istnieje, być może uda Ci się przekonać firmę, która produkuje nawilżacze, aby zbudowała Ci wersję 12 V DC. Z pewnością jest wielu innych ludzi, którzy sami szukają niezależności.

Pomysł, aby ułatwić Ci projekt.

Powodzenia.


1
Dziękuję za twoje przemyślenia, Filek. Zbadam inne opcje nawilżacza. Niestety prawdopodobieństwo zbudowania nowej wersji przez firmę jest dość niskie. W tym samym czasie, kiedy zamieściłem tutaj to pytanie, komunikuję się z firmą, która produkuje przenośne urządzenia ssące. Zapytałem, czy mogą dostarczyć mi schemat lub inne informacje, które pomogą mi zmodyfikować urządzenie za pomocą przełącznika dotykowego, co pozwoli mi włączyć i wyłączyć urządzenie. Odmówili i unikali wszelkiej przyszłej korespondencji. A zatem wylanie pomocy tutaj jest cudowne.
starbucksguy,

Słaba obsługa klienta! W zależności od silnika zamiana go na bezpośrednie napięcie 12 woltów może być dla nich bardzo łatwą zmianą. Podejrzewam, że producent waha się przed wprowadzeniem jakichkolwiek zmian dla użytkownika końcowego ze względu na ważność nawilżacza dla zdrowia. Mogą się martwić, że nie wiesz, co robisz, a także zranić siebie, a następnie winić firmę. Kierownik sklepu detalicznego, który sprzedaje nawilżacze, może łatwiej przekonać producenta do dokonania zmiany. Również dobry elektryk może być w stanie zmienić go na urządzenie 12 V.
Filek,

Wygląda na to, że Adam Davis znalazł nawilżacz zasilany prądem stałym, który jest używany w połączeniu z maszyną CPAP. Prawdopodobnie urządzenie 12 woltów, więc istnieją. Unikanie falownika sprawia, że ​​Twój projekt jest znacznie bardziej wydajny, prawdopodobnie tańszy (dobre falowniki kosztują $), mniej ciepła, oszczędność miejsca itp., Wiele dobrych powodów, aby odkryć tę opcję. Ponadto nawilżacz wymaga dużo energii, a zatem wymaga znacznej pojemności baterii (jak obliczono w innych odpowiedziach). Akumulatory kwasowe taty zwiększą masę i zajmą dużo miejsca, pozostawiając akumulator litowo-jonowy jako idealny wybór.
Filek,

Ciąg dalszy od poprzedniego komentarza ... Problem polega na tym, że praktycznie wszystkie falowniki są stworzone dla akumulatorów kwasowo-ołowiowych (w rzeczywistości nie widziałem falownika przeznaczonego do zasilania z baterii litowej). Nie działają na baterie litowe, ponieważ napięcia są nieco inne. Kolejny powód, aby szukać 12 woltów (lub dowolnego nawilżacza zasilanego bezpośrednio prądem stałym, ponieważ można łączyć akumulatory szeregowo w celu zwiększenia napięcia).
Filek,

To świetna informacja: „Nie widziałem falownika przystosowanego do napięcia akumulatora litowego”. W tym wątku jest tak wiele rzeczy do przemyślenia. Mam telefon do producenta i wydaje mi się, że mogę teraz podnieść stosowne kwestie. Postaram się informować wszystkich tutaj o postępach.
starbucksguy

3

Twoje urządzenie pobiera około 180 W w trybie „podgrzewanego drutu” i około 120 W bez. Dodaj narzut zwykłego falownika sieciowego, powiedzmy 80% wydajności, która staje się 225 W dla trybu ogrzewania. Jest to w zakresie pojemności akumulatorów do rowerów elektrycznych, na przykład oto akumulator 360 Wh za 200 GBP . Tak więc każda bateria e-bike o masie 5 kg zapewnia około 1,5 godziny, co zmniejsza się wraz z wiekiem.

Problemem staje się zatem zarządzanie akumulatorami (akumulatorami) - upewnianie się, że ładują się prawidłowo, prawidłowo zasilają falownik, jeśli masz wiele akumulatorów, kiedy je przełączać, jak wykryć ich wyczerpanie itp. Rozwiązania do zarządzania akumulatorami na rowery elektryczne i inny sprzęt może tu pomóc.

Jednak większym problemem jest niezawodność. Jeśli bateria laptopa wyczerpie się, po prostu ją wyłącz. Jeśli bateria respiratora wyczerpie się, może to zagrażać życiu. Zaprojektowanie systemu, który sobie z tym poradzi (kopie zapasowe, awarie itd.) Znacznie zwiększy koszty i wagę. Sprzedaż takiego urządzenia, a może wręczenie go, wymagałoby również zgody FDA lub równoważnego organu regulacyjnego - więcej czasu i pieniędzy. Będą chcieli upewnić się, że system nie zabije ludzi, i słusznie.

Możesz więc poprosić przyjaciela o pomoc i możesz uciec od tego, zgadzając się sam zaryzykować. Ale tak naprawdę zależy, jak długo poradzisz sobie bez zasilania - jeśli odpowiedź brzmi „bardzo mało”, nie chciałbym ryzykować.


Wygląda na to, że chce to zrobić tylko dla siebie, więc nie sądzę, aby organy regulacyjne były problemem tak bardzo, jakby system ulegał awarii i uszkadzał nawilżacz lub inny sprzęt, ponieważ użycie niezatwierdzonych źródeł zasilania może spowodować, że nie będzie on objęty gwarancją. Jest także kwestia tego, jak i gdzie przymocować ten znaczny akumulator do jego wózka inwalidzkiego.
I. Wolfe,

@ user1908704 Naprawdę doceniam twoją długą odpowiedź. Najpierw powinienem wyjaśnić, że chociaż niezawodność jest ważna, ponieważ chciałbym mieć niezawodną jednostkę, w żaden sposób nie zagraża ona życiu. Mój respirator ma zintegrowany system akumulatorów, który działa niezależnie od nawilżacza. Jak wspomniałem I.Wolfe, uszkodzenie nawilżacza byłoby dla mnie większym ryzykiem. Czy zdając sobie sprawę z tego ryzyka, czy mówisz, że akumulator roweru elektrycznego może zapewnić około 90 minut zasilania za pomocą falownika?
starbucksguy,

3

Możesz wydłużyć żywotność baterii, zmniejszając straty w systemie.

Jedną ze strat, o której wspomniałeś, jest kondensacja w rurze przeciwdziałana przez nagrzany drut. Ciepło to wydostanie się przez ściany rurki i zostanie utracone. Jeśli dodasz izolację do rury, drut nie będzie potrzebował tyle energii.

Drugie, co widzę, to kondensacja na ścianach samego nawilżacza i „ostrzeżenie o gorących powierzchniach. Pozwoli to na ucieczkę ciepła; ponownie pomoże izolacja. Chociaż może stworzyć zagrożenie pożarowe, jeśli ciepło zostanie uwięzione w niewłaściwym miejscu. Zaizoluj za pomocą Uwaga!


1
Łata tych źródeł strat energii nie oznacza, że ​​urządzenie posiada mechanizm kontrolny, aby z niego skorzystać.
Scott Seidman

2
@ScottSeidman właśnie dlatego zastrzeżenie i ostrzeżenie przeciwpożarowe
maniak ratchet

Jeśli nie ma takiego mechanizmu kontroli, izolacja również nie wpłynie na żywotność baterii.
Scott Seidman

1
Ratchet, dziękuję za ponowne podniesienie kwestii izolacji i rozpoczęcie dyskusji na jej temat. @ScottSeidman, czy możesz mi powiedzieć więcej o rodzaju mechanizmu sterowania, który musiałby być obecny, aby izolacja mogła wydłużyć żywotność baterii? Nawilżacz ma sondę, która monitoruje temperaturę powietrza, którym wdycham; czy byłby to rodzaj mechanizmu kontroli?
starbucksguy,

1
Tak, to by to zrobiło.
Scott Seidman

0

Wystarczy rzucić dość ekstremalną teorię ... (nie miałoby to większego sensu, gdybyś nie potrzebował kompletnego rozwiązania, w tym zasilania wózka inwalidzkiego - sam nawilżacz można by zrobić o wiele łatwiej z bateriami litowymi, jeśli podłączysz napięcie , ale byłoby to stosunkowo nieefektywne [co nie jest tak naprawdę poważnym problemem, po prostu „źle się czuję”)

Możliwe, że możesz zaopatrywać się w baterie LiFePO4 z Chin jako długoterminowe przenośne rozwiązanie. Możesz wziąć 77 akumulatorów LiFePO4 o napięciu 3.2 V przy 100 Ah każdy i znaleźć metodę regulacji do uzyskania średniej mocy przy 230 V (z testowania akumulatorów LiFePO4 LR6 wydaje się, że producenci nazywają ~ 3 V punktem odcięcia przy reklamie Ah). Nie należy uruchamiać ich poniżej 3 V (tylko dlatego, że pod napięciem spada z klifu wokół tego punktu), ale należy również pamiętać, że LiFePO4 zaczynają od szybkiego „udaru” przy napięciu znacznie przekraczającym specyfikację (~ 3,9 V) - prawdopodobnie zrujnowałoby to, co z niego czerpie moc, więc naprawdę trzeba to uregulować.

W każdym razie - zakładając, że 300 Wh na akumulator osiągnie 23,1 kWh. Zakładając, że urządzenie pobiera średnio 35 W, dałoby to ~ 3 tygodnie mocy (uwzględnianie w samorozładowaniu). Gdyby zasilał również stopnie wózka inwalidzkiego (wyrzucając tutaj przybliżoną prognozę z niepełnymi informacjami) i zakładając, że jesteś w ruchu (przy prędkości marszu [~ 3,7 mil na godzinę] na dość płaskim terenie) ~ 10% cyklu 24-godzinnego, dodaj ~ 12,5 Wh do 35 Wh z nawilżacza, aby uzyskać szacowany czas pracy wynoszący ~ półtora tygodnia.

-Ale do diabła, załóżmy, że jesteś na wycieczce podobnej do wędrówki (pamiętając, że ten typ baterii jest stosunkowo dobry z normalnym ciepłem na zewnątrz i światłem słonecznym) i poruszasz się przez 60% czasu teren przy prędkości marszu przy średnim zużyciu godzinowym 240 Wh (275 po nawilżaniu). Szacowany czas pracy potrwa nieco ponad trzy pełne dni, co pozwoli na niezłą weekendową wycieczkę.

Koszt akumulatorów oszacowałbym na około 7 700 USD (nie jest to ostrożny szacunek i zakłada się, że otrzymujesz całkiem solidną ofertę). Potrzebujesz regulatora (~ 100 $), ramki bankowej / okablowania (~ 500 $) i metody ładowania (~ 500-5000 $). Prawdopodobnie potrzebujesz też jakiejś metody wyciągania lub przesuwania, aby usunąć zespół ładujący (alternatywnie rama ładująca może być w stanie zmieścić się nad akumulatorami, ale musisz zostawić wózek inwalidzki). Przy czyjejś pracy (~ 25-75 h), przypuszczam, że ten projekt przyniósłby około 11 000 $. Można jednak zmniejszyć liczbę akumulatorów o połowę i uruchomić przy napięciu 115 V, co z grubsza zmniejszy wszystkie koszty o połowę (ponieważ zestaw akumulatorów przyszedłby nieco ponad kilkaset funtów, gdyby rozmiar był o połowę mniejszy, może to być możliwe potrzeba tylko kilku osób do ręcznego przesuwania, zakładając, że ma dobre punkty chwytu), gdzie wystarczy zmniejszyć pierwotnie podane czasy działania o ~ 55%. Projekt byłby głupi, gdyby sam nie napędzał napędzanego wózka inwalidzkiego - ale zyskujesz znacznie na wydajności, nie musząc podnosić napięcia. Ten bank będzieogromne , jak 2-4 elektryczne wózki widłowe (ale bank niekoniecznie musi być jednym solidnym blokiem, ponieważ skutecznie masz 77 „modułów”) i waży ~ 500 funtów (zakładając, że ładunek jest dobrze wyśrodkowany i zabezpieczony, możesz prawdopodobnie trochę bardziej szalone podczas jazdy po pochyłych powierzchniach - chyba że jest to śliskie, gdy przewrócenie może być śmiertelne). Zależnie prawie całkowicie od sposobu montażu ładowarki, powinieneś być w stanie uzyskać 1500-4000 cykli ładowania / rozładowania z tego banku, zanim spadnie poniżej 80% pierwotnej pojemności (wierzę, że rozwiązanie LiFePO4 wystarczyłoby ci> 15 lat, zanim zauważysz nie utrzymuje tak dużej ilości ładunku i prawdopodobnie byłby w stanie przetrwać całe życie, jeśli zechcesz znieść konieczność ładowania co tydzień lub mniej więcej).

Dodatkowe uwagi: Ponieważ rozładowanie na ogniwo będzie bardzo niskie (biorąc pod uwagę, że obciążenie zostanie podzielone na stosunkowo dużą liczbę ogniw), czasy pracy są prawdopodobnie ~ 10-20% zaniżone (powinieneś być w stanie uzyskać znacznie ponad 100 Ah na baterię). Powinny one działać stosunkowo fajnie i nie są podatne na wybuch. Nie będziesz też musiał się zbytnio przejmować konserwacją. Nie wziąłem pod uwagę wagi banku przy szacowaniu poboru krzesełka i mam tylko słabe wyobrażenie o tym, co pociąga krzesło (i szczególnie słabo, gdy myślę o tym, co rysuje twoje tajemnicze urządzenie), a nawet nie wiedzieć, czy wózek inwalidzki jest sklasyfikowany jako dodatkowy ciężar. Prawdopodobnie można by pójść na lepsze kompromisy, aby zmniejszyć rozmiar banku kosztem czasu pracy - to dyskusja z kimś, kto nie zdarza się, że mam kilka wolnych minut bez odpowiedniej wiedzy i nie szukasz tylko rozrywki. : P

Wszystkiego najlepszego - brzmi jak zabawny projekt. Być może uda Ci się znaleźć lokalnego specjalistę, który chętnie podejmie projekt tylko z tego powodu.

ETA: Dobrze zaprojektowany regulator byłby w stanie odciąć zasilanie do wszystkiego oprócz nawilżacza, gdy średnie napięcie na akumulator spadnie poniżej 3 V. Idealnie byłoby zmienić na 115 V i obniżyć napięcie, co pozwala w pełni czerpać z akumulatorów (LiFePO4 nie jest zbyt wybredny w przypadku głębokiego rozładowania, jak, powiedzmy, kwas ołowiowy, ale napięcie wyjściowe spada po rozładowaniu poniżej 3 V, więc konieczne jest przełączenie na 115 V.) Sądzę, że to zapewni ci dodatkowe dni pracy na nawilżaczu w nagłym wypadku. Złożona (ciężka, duża, droga) ładowarka wewnątrz fotela może pozwolić na rozwiązania słoneczne lub po prostu podłączenie do ściany, ale sądzę, że koszty tam przewyższają korzyści.


Dość ekstremalna jest słuszna. 77 akumulatorów ... Dobra robota, myślę, że wszystko przemyśleliśmy, ale nie byłoby to praktyczne rozwiązanie.
I. Wolfe

Bardzo interesujące rozwiązanie teoretyczne, ale biorąc pod uwagę moją historię incydentów polegających na przewróceniu, prawdopodobnie nie zamierzam tego robić! Żartuję. Ciężar byłby jednak jednym przełomowym rozwiązaniem, jeśli chodzi o dostęp do podnośnika wózka inwalidzkiego w mojej furgonetce - który moim zdaniem jest oceniany na 400 funtów.
starbucksguy

@Kluge - wpisuj tylko komentarze do głębokiego rozładowania LiFePO4 - jestem świadomy, że niektórzy sprzedawcy twierdzą, że 100% DOD nie szkodzi żywotności LiFePO4, ale nie wydaje się to wiarygodne. Informacje na temat wpływu wysokiego DOD różnią się w zależności od źródła, ale ogólne wskazania są takie, że aby uzyskać rodzaj długiego czasu życia, jaki może osiągnąć LiFePO4, zdecydowanie musisz ograniczyć zarówno% DOD, jak i napięcie na zaciskach. Opadanie poniżej 3 V to bardzo zły pomysł. Sprzedawcy oferujący gwarancje o długim okresie użytkowania wymagają bezwzględnego maksimum 80% DOD przy użyciu monitorowania akumulatora „z pomiarem gazu” i zalecają nie więcej niż 70% DOD.
Russell McMahon

0

Odpowiedź na twoje pytanie brzmi: tak , możesz zasilać nawilżacz z baterii. Wystarczy falownik, który pobiera napięcie akumulatora i przekształca je w napięcie (i prąd) wymagane przez nawilżacz.
Korzystając z dostarczonych specyfikacji, potrzebujesz (co najmniej) wyjścia 120 V, 2 A (240 W) ; Falownik wejściowy 12 V 20 A ; oraz morską baterię „głębokiego rozładowania” 12 V, 400 CCA.

Akumulator i falownik można zamontować na małej przyczepie (wszystko z kołami), dzięki czemu można go łatwo zamocować i holować za pomocą krzesła. Aby uprościć sprawę, polecam powielenie tego, aby jedna jednostka ładowała się, podczas gdy druga była używana. Powodzenia!


0

Możesz rozważyć użycie mniejszej baterii z ciągłym ładowaniem przez ogniwo paliwowe. Zobacz: http://en.wikipedia.org/wiki/Fuel_cell

Niektóre problemy z ogniwami paliwowymi to: (1) wytwarzanie ciepła ... bardziej wydajne ogniwa paliwowe mają tendencję do pracy w wyższych temperaturach i (2) zużycie tlenu.

Ogniwo paliwowe może być zasilane wymiennymi wkładami propanowymi lub gazowymi, co powoduje powstawanie pary wodnej jako produktu ubocznego. Zużyłoby to tlen i dlatego nie chciałbyś używać go w ograniczonej przestrzeni. Ogniwa paliwowe nie zawierają szkodliwych produktów ubocznych, których można by uniknąć z tradycyjnych generatorów spalających paliwo.

Niestety nie wiem, gdzie znaleźć odpowiednie ogniwo paliwowe. Jeśli chodzi o baterie, zacznę od zbadania szczelnych baterii używanych w lotnictwie. Jakość i zakres środowiska wykorzystywanego do akumulatorów nowoczesnych średnich i dużych samolotów jest bardzo wysoka.


Ogniwa paliwowe zdecydowanie nie są pierwszym miejscem, w którym szukałem tego, czego chce OP. Lub piąte miejsce ...
I. Wolfe

0

Jeśli możesz tolerować posiadanie sprzętu na zewnątrz, który zasila kabel zasilający w środku, istnieje znacznie tańsze rozwiązanie. Silnik kosiarki napędzany alternatorem samochodowym jest o wiele tańszy niż falownik i akumulatory. Ponieważ benzyna wynosi 9700 Wh / litr; cały system zasilania 12 woltów jest również o wiele mniejszy. Nawet biorąc pod uwagę straty wydajności; silnik kosiarki o mocy 5 KM może jednocześnie uruchamiać sprzęt i ładować akumulatory, dzięki czemu można go ustawić tak, aby obsługiwał „palnik gazowy”, który okresowo wytwarza spaliny.

Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.